海南電網(wǎng)有限責任公司建設分公司的研究人員陳洋,，在2019年《電氣技術》增刊1上撰文,，從安全角度分析輸電線路在雷擊、臺風,、山火,、冰災、污穢度,、溫度,、濕度、氣壓,、鳥害的不同條件因素下,，對輸電線路造成的安全風險和成因以及防治措施，以降低供電中斷事故,、防范大面積停電及電網(wǎng)解列運行事故的發(fā)生,。

隨著人們生產(chǎn)和生活需求的不斷增長，高電壓等級的輸電線路越來越多,。目前,，電壓等級在110kV及以上的輸電線路總長度已超過100萬km。輸電線路在電力系統(tǒng)中作為連接,、傳遞,、運行的必要組成部分，連接電源側和用戶側,，影響電網(wǎng)的運行方式,、傳輸容量和輸送速度，其安全性尤為重要,。防治線路事故的發(fā)生,，是電網(wǎng)安全運行的必要保障,。

1 輸電線路的防治現(xiàn)狀及趨勢

目前，我國電力系統(tǒng)和相關院校針對輸電線路的特征,，深入研究運行和檢修一體化技術,、覆冰預警技術和山火預警技術，加強輸電線路智能化建設和管理,，研究智能巡線機器人檢修輸電線路狀態(tài)的關鍵技術,，發(fā)展大電網(wǎng)停電檢修可視化的檢測裝置，加快輸電線路無人機巡檢技術的發(fā)展,，采用新型保護檢測手段,，完善事故防治措施和應急預案。

國網(wǎng)湖南省電力公司電網(wǎng)采用衛(wèi)星遙感辨識山林“初火”,，對電網(wǎng)附近山火監(jiān)測準確率達92%以上,。云南電網(wǎng)“基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)的架空線路覆冰預測系統(tǒng)”研究項目，以云南昭通地區(qū)為試點對線路覆冰關鍵影響要素展開分析,，在2018年12月至2019年3月8日期間開展昭通地區(qū)線路新增覆冰預測達100余天/次,，準確率達60%以上。

“基于衛(wèi)星監(jiān)測技術的山火監(jiān)測預警系統(tǒng)”于2019年2月1日正式上線,，一個多月內,，35kV及以上輸電線路山火預警累計300余次，山火探測率高達85%以上,，準確率達80%以上,。

國網(wǎng)四川省電力公司技能培訓中心設計的輸電線路事故遠程診斷系統(tǒng)，能耗低,，精度高,。西安理工大學對架空輸電線路所處狀態(tài)的參數(shù)提取方法進行研究,。長沙理工大學與華中科技大學針對雷擊故障,，研究能夠辨識110kV輸電線路故障的巡線策略。昆明理工大學在輸電線路覆冰厚度監(jiān)測中,，融入光纖傳感技術,，用于直流融冰。哈爾濱理工大學運用智能視頻圖像,，研究輸電線路覆冰及異物智能視頻檢測算法,，不斷完善了事故防治措施，提高應急預案的科學合理性,。

2  影響輸電線路安全的因素

影響輸電線路安全的因素大體分為兩類,，即日常時間積累發(fā)生的磨損老化和外界因素引起的突發(fā)性故障。這兩類因素均能引發(fā)故障跳閘,，中斷供電運行,，嚴重時可使電網(wǎng)癱瘓,。其中，時間積累因素可以人為控制,，引起故障的幾率極小,，而外界環(huán)境氣象（包括雷擊、臺風,、山火,、冰害、污穢度,、溫濕度,、氣壓、鳥害等）因素不可控性高,，引起故障的幾率極高,，破壞力大。

2.1雷擊

雷電天氣在雨季普遍存在,，隨機性大,。在野外架設的大量輸電線路，具有鐵塔檔距大,、高度相差大的特征,，使線路耐雷水平相對較差，容易遭受雷擊,。惡劣地勢處,，單回線路較多，沒有平行線路提供的屏蔽及分流保護,，加大了雷擊事故的發(fā)生率,。雷擊跳閘在輸電線路故障中占比最大，且電壓等級越低,，雷擊故障幾率越高,。

雷電放電時，積雨云層電荷積累,，形成強大的靜電高壓電場,，與大地攜帶的大量負電荷發(fā)生碰撞中和，釋放的能量高,，電壓可高達幾百萬伏,，電流可高達幾千安，產(chǎn)生的過電壓波陡度高,、幅值大,，引發(fā)線路絕緣閃絡跳閘。閃絡跳閘屬于瞬間故障，重合閘動作成功率高,，可恢復導電通路,，但嚴重時，會導致線路斷線,，絕緣子碎裂,，或沿線路侵入變電站，高溫熔斷導線,，威脅破壞電力設備的絕緣強度,。

為降低輸電線路雷害事故發(fā)生的幾率，要防閃絡,、防建弧,、防直擊、防線路中斷供電,。采用如下保護措施：①架設避雷線,；②增設耦合地線；③降低鐵塔沖擊接地電阻,；④采用中性點非直接接地系統(tǒng),；⑤加強線路絕緣水平；⑥裝設自動重合閘,；⑦裝設管型避雷器,；⑧采用不平衡絕緣、雙回路成環(huán)網(wǎng)供電等方式,。

2.2 臺風

臺風天氣伴隨著狂風暴雨現(xiàn)象,，輸電線路會發(fā)生導線舞動、風偏,、斷線,、倒塔等事故。斷線,、倒塔容易出現(xiàn)南北解網(wǎng),，隨著電力系統(tǒng)對輸電線路設計風速值加大，斷線,、倒塔事故發(fā)生幾率減少,，但導線劇烈擺動,、風偏放電,、外飄物破壞引發(fā)事故的幾率高。

風速大,，輸電線路舞動幅度大,，減小了導線與鐵塔、導線相與相之間的空氣間隙,，空氣間隙分布又不均勻,，使間隙內的電壓強度發(fā)生不同程度減小,，不能承受運行的電壓值，出現(xiàn)擊穿放電,。

若同時存在暴風雨,，則雨水使空氣電阻值降低，導線間易發(fā)生短路,，使放電幾率增大,，此過程發(fā)生的頻率高、反復持續(xù)性長,、隨機性大,、振幅大，會造成閃絡,、擊穿,、跳閘等故障，且線路跳閘后重合率低,，人為作用弱,，恢復供電時間長。除此之外,，還會引起絕緣子串,、金具、橫擔等支撐,、輔助材料及設備的機械故障,，造成巨大經(jīng)濟損失。

對于風速低的振動線路,，大部分線路被安裝了防振裝置即可控制,，遇到強風速時，可采用如下措施：①增加防振錘,、加裝重錘裝置,，以增加輸電線路垂直負荷承載能力，降低線路左右擺動幅度,；②安裝阻尼線,、護線條、增加分裂根數(shù),，加固導線，保障導線相間,、與鐵塔間的安全距離,；③采用V型絕緣子串的懸掛方式，增強絕緣子抵抗隨風橫向漂移的現(xiàn)象，縮小絕緣子串風偏搖擺角,；④在設計塔型,、架設輸電線路時，考慮在導線間留有較大距離,，下移掛點,，或加長、加寬橫擔,。

2.3 山火

受高溫,、人為等因素影響而引發(fā)的山林大火,，使空氣長時間持續(xù)溫度高、濕度低的狀態(tài),，位于山區(qū)地勢內,、跨越森林植被的輸電線路與大地之間或相線之間，因空氣粒子熱游離上升,、帶電電荷增多、粒子運動速度加快,、形成導電通道而發(fā)生線路閃絡跳閘的情況，占山火跳閘的90%,，為山火跳閘的主要原因,，還包括高溫燒損線路絕緣、導線對鐵塔放電的情況,。

對山區(qū)內的輸電線路,，考慮地勢地貌和經(jīng)濟因素，通常同塔架設兩回或多回線路,，若發(fā)生山火,，則容易造成同一輸電走廊上的多回線路同時發(fā)生故障跳閘,，又因山林火勢易大規(guī)模延展,、持續(xù)性長,，會產(chǎn)生大量高溫濃煙濃霧，線路重合閘重合率低,，要等到火勢減小,、煙霧散開、空氣環(huán)境和導線溫度降低后才能強送,，難以采取人為恢復的方式,，故線路中斷供電時間長，且同一時間內,，受影響的線路多,，危害電網(wǎng)運行安全。

針對山火現(xiàn)象,，要從火災的防范措施入手來降低山火的發(fā)生率：①對塔基附近的樹木高度,、數(shù)量、種類做好控制,；②建立應急響應措施,，留有足夠長度、寬度的安全通道,；③線路保護系統(tǒng)可靠,、靈敏；④建立實時監(jiān)測系統(tǒng),，并提升監(jiān)控效果,；⑤分季節(jié)、分時段,、分天氣狀況,，加大線路巡檢，消除隱患,。

2.4 冰災

冰災包括凍雨,、霜凍、結冰,、積雪現(xiàn)象,。自然環(huán)境氣侯異常，冷熱交替不定,，都會使輸電線路和絕緣子串覆冰,，線路、鐵塔的承重量增大,，導線受風面積,、弧垂增加,，引發(fā)導線不穩(wěn)定的連續(xù)振動、舞動,，嚴重會發(fā)生斷線,、倒塔等事故。絕緣子串若積雪結冰,，則融化時的冰水會導致絕緣子短路,，發(fā)生冰閃跳閘。

據(jù)統(tǒng)計,，在冰污結合的情況下更易形成冰閃,，因此，為防止冰閃,，需增加線路,、絕緣子串的污穢清掃，提高清潔度,；增大爬電距離,，防止由于絕緣子傘間距離小而發(fā)生積雪結冰；采用V型絕緣子串,、倒V絕緣子串布置方式,，雙聯(lián)串應增大串間距，以提高閃絡電壓,。對導線覆冰舞動的情況,，應采用融冰技術，加速覆冰的融解速度或采用加強型相間間隔棒,，增加導線相間距離,，減少因導線擺動多、幅度大引起導線相間距離小而發(fā)生的擊穿放電現(xiàn)象,。

2.5 其他

1）污穢度,。輸電線路跨度長，受大氣污染物,、鹽度,、煙霧、塵埃等影響,，會導致導線表面會積累污穢,，因高壓輸電線周圍電場較大，易發(fā)生電暈現(xiàn)象,，產(chǎn)生大量帶電粒子,，帶電粒子附著污穢，增大帶電粒子的導電率,，易發(fā)生放電,。故對輸電線路要做好及時清掃工作,。

2）溫度。高溫增強了導線表面溫度,，使原本高壓輸電線路上的熱量難以消散,，散熱性差，導致線路有持續(xù)較高的溫度,，引起導線弧垂增大,，減小了導線與地面,、交叉跨越物間的安全距離,，從而發(fā)生放電，造成線路跳閘,。故可適當?shù)卦黾訉Ь€與大地,、導線相之間的距離。

3）濕度,。隨著水分子增多,，附著在線路表面，使導線周圍電荷吸收電子形成負離子,，減弱游離能力,，使擊穿電壓增高，局部電場增強,，易產(chǎn)生電暈,，導致電能損耗，產(chǎn)生電壓降,。故對導線絕緣材料選取時,，應注意材料的憎水性和憎水遷移性。

4）氣壓,。隨著海拔增加,，空氣逐漸稀薄，密度降低,，氣壓下降,，使輸電導線與大地、導線相與相之間的擊穿電壓降低,，易發(fā)生擊穿,。故在地勢海拔較高處，應降低架線高度,。

5）鳥害,。鳥類喜好口叼枯樹枝在鐵塔上筑窩，若樹枝放置靠近或掉落到輸電線路上,，則易發(fā)生短路,。大型鳥類在導線相間展翅飛行或相互嬉鬧時,，易觸碰多條導線，造成相間短路或線路接地跳閘事故,。故可在線路或鐵塔上做特定標志,，使鳥類害怕，遠離輸電線路,。

3  結論

惡劣環(huán)境氣候等因素對輸電線路破壞力大,，會引起輸電設施故障或損壞，造成停電,、換線損失,，影響線路運行條件、傳輸容量和輸送能力,，中斷電力供應,，嚴重時導致電網(wǎng)解列運行，帶來巨大的經(jīng)濟損失,。本文從安全角度分析輸電線路在雷擊,、臺風、山火,、冰災,、污穢度、溫度,、濕度,、氣壓、鳥害的不同條件因素下,，對輸電線路造成的安全風險和成因以及防治措施,，以期相關電力系統(tǒng)、部門和相關技術人員多加強機理研究,，進行合理設計,，科學有效防治，從而保障輸電線路安全可靠的穩(wěn)定運行,。